Tým vědců právě zveřejnil článek oznamující svůj objev zvláštní chemické látky v oblacích Venuše. Pokud vědci mohou říci, tato chemická látka, nazývaná fosfin, mohla být produkována pouze živými procesy na planetě, jako je Venuše. Takže na tento příběh skáče celý internet.
Ale našli známky života? Nebo existuje jiné vysvětlení?
Před desítkami let přemýšleli vědci a scénáristé o životě na Venuši. Žádná kosmická loď nenavštívila a my jsme nemohli vidět skrz hustou, mlhavou atmosféru, takže představivost byla neomezená. Tam dole, mimo dohled, se mohlo dít téměř cokoliv. Jakmile však na začátku 60. let začaly navštěvovat kosmické lodě, bylo jasné, že život na Venuši je nepravděpodobný. Venuše byla odhalena jako bublinatá horká pekelná díra s toxickou atmosférou a drtivým tlakem.
Před získáním vědeckého porozumění Venuši bylo pro spisovatele sci-fi cokoli. Toto je obálka komiksu Avon z roku 1950. Autor: Gene Fawcette – obálky Pulp, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4320460
Ale myšlení za životem na Venuši úplně nezmizelo. V poslední době vědci přemýšleli, zda je to jednoduché život může přežít v neobvykle zatažené atmosféře Venuše. Extremofilové, soudí se, by mohli být schopni přežít v kyselých horních částech atmosféry planety, kde byly teploty nižší než povrchové teploty 462 stupňů Celsia (864 F). V těchto horních vrstvách je tlak a teplota podobná jako na Zemi.
Tam je objev fosfin (PH3) v oblacích přichází.
'Důvod, proč je fosfin výjimečný, je ten, že bez života je velmi obtížné vyrobit fosfin na kamenných planetách.'
Clara Sousa-Silva, spoluautorka, oddělení věd o Zemi, atmosféře a planetách MIT
Nová studie oznamující tento objev se jmenuje „ Fosfinový plyn v oblačných palubách Venuše .“ Je publikován v časopise Nature Astronomy a hlavní autorkou je Jane Greaves z Cardiffské univerzity. Další autoři pocházejí z MIT, Cambridge a hrstky dalších výzkumných institucí po celém světě.
Za prvé, objev fosfinu není přímým důkazem života. Fosfin je možný biomarker . To znamená, že víme, že ho mohou produkovat mikroorganismy. Zde na Zemi je produkován organismy na rozkládající se organické hmotě a fosfin je pravidelnou složkou atmosféry. Pokud vědci vědí, fosfin vzniká buď životem, nebo chemickými procesy, které vyžadují obrovské množství energie.
Oblačné struktury v atmosféře Venuše, viděné ultrafialovým, viditelným a infračerveným mapovacím spektrometrem Venus Express (VIRTIS) v roce 2007 (ESA)
Fosfin byl také nalezen v atmosféře Jupiteru. Na plynném obru, jako je Jupiter, je dostatek energie na to, aby se fosfin vytvořil abioticky. Hluboko v atmosféře může extrémní teplota a tlak vytvářet fosfin a proudy jej mohou vybagrovat vysoko do atmosféry. Ale na neživém, skalnatém světě, jako je Venuše, tam fosfin být nemá. Měl by být oxidován a na jeho výrobu prostě není dostatek energie.
'Pokud to není život, pak naše chápání kamenných planet vážně chybí.'
Spoluautor Janusz Petkowski, vědecký pracovník, Oddělení zemských, atmosférických a planetárních věd MIT
Takže jeho přítomnost v atmosféře Venuše upoutala pozornost všech.
Tým je velmi přesvědčen, že našel fosfin. Ve svém článku píší: „Nejsme schopni najít jiný chemický druh kromě PH3které mohou vysvětlit pozorované rysy. Dospěli jsme k závěru, že kandidátní detekce PH3je robustní…“.
Provedli vyčerpávající analýzu svých zjištění a pokusili se přijít na nějaký způsob, jak by bylo možné vysvětlit Venušin fosfin bez živého zdroje. Ve svém článku píší, že „Přítomnost PH3je nevysvětlená po vyčerpávajícím studiu chemie v ustáleném stavu a fotochemických drah, bez v současnosti známých abiotických produkčních cest v atmosféře Venuše, v oblacích, na povrchu a podpovrchu nebo z blesků, sopečných nebo meteoritů.'
Tým doufá, že další vědci najdou vysvětlení.
„Je velmi těžké prokázat negativní,“ říká Clara Sousa-Silva, vědecká pracovnice z oddělení věd o Zemi, atmosféře a planetách (EAPS) MIT. 'Nyní astronomové vymyslí všechny způsoby, jak ospravedlnit fosfin bez života, a já to vítám.' Prosím, udělejte to, protože jsme na konci našich možností ukázat abiotické procesy, které dokážou vytvořit fosfin.“
Fospin musí buď pocházet ze života, nebo tam funguje chemický proces, o kterém vědci zatím nevědí.
„To znamená, že buď je to život, nebo je to nějaký druh fyzikálního či chemického procesu, o kterém neočekáváme, že se bude odehrávat na kamenných planetách,“ dodává spoluautor a vědecký pracovník EAPS Janusz Petkowski.
Umístění fosfinu je součástí toho, co vzbudilo zájem každého.
Atmosféra Venuše je horká, hustá, toxická a extrémně kyselá. Může být miliardkrát kyselejší než Země, což rozšiřuje definici toho, co bychom nazvali extrémním prostředím pro život. 'Venuše je velmi náročné prostředí pro život jakéhokoli druhu,' říká Seager.
Ale je tu jedna oblast, vysoko v atmosféře Venuše, kde jsou věci jinak.
Mezi 48 a 60 km (30 a 37 mil) nad povrchem není teplota tak smrtelná. V této výšce se teplota pohybuje od -1 C do 93 C (30 až 200 stupňů F). Je to velmi kontroverzní, ale někteří vědci přemýšleli, zda by tam mohl přežít život. A to je místo, kde tento tým výzkumníků našel fosfin.
Složený snímek planety Venuše, jak ji viděla japonská sonda Akatsuki. Mraky Venuše by mohly mít podmínky prostředí příznivé pro mikrobiální život. Kredit: JAXA/Institute of Space and Astronautical Science
'Tento fosfinový signál je dokonale umístěn tam, kde ostatní předpokládali, že oblast by mohla být obyvatelná,' říká Petkowski.
Greaves a její tým provedli počáteční detekci fosfinu pomocí Teleskop Jamese Clerka Maxwella na Havaji. Hledali neočekávané molekuly v atmosféře Venuše, které by mohly být signály pro život. Poté kontaktovali Sousa-Silva, který je odborníkem na fosfin.
Sousa-Silva se zajímá o fosfin, protože je to biologický podpis. Ale očekávala, že bude hledat molekulu na vzdálených exoplanetách jako součást celkového vědeckého úsilí o identifikaci života jinde v galaxii.
'Myslel jsem opravdu daleko, mnoho parseků daleko, a opravdu jsem nemyslel doslova na nejbližší planetu k nám,' řekl Sousa-Silva tisková zpráva .
Tým chtěl více potvrzení svého nálezu, a tak se obrátil na Evropskou jižní observatoř DUŠE (Atacama Large Millimeter/sub-milimeter Array). Má větší citlivost než teleskop Jamese Clerka Maxwella (JCMT), který učinil prvotní zjištění. Pozorování ALMA potvrdila to, co tým našel: obrazec světla, který odpovídal tomu, jaký plynný fosfin by vyzařoval v mracích Venuše.
Tento údaj pochází z a papír 2020 některými stejnými autory nově publikovaného článku. Ukazuje navrhovaný životní cyklus pro mikrobiální život ve vzduchu na Venuši. (1) Vysušené spory (černé kapky) přetrvávají ve spodním zákalu. (2) Vzestup spór je transportuje až do obyvatelné vrstvy. (3) Spory fungují jako CCN a jakmile jsou obklopeny kapalinou (s rozpuštěnými nezbytnými chemikáliemi), vyklíčí a stanou se metabolicky aktivní. (4) Metabolicky aktivní mikroby (čárkované kuličky) rostou a dělí se v kapičkách kapaliny (plné kruhy). Kapky kapaliny rostou koagulací. (5) Kapky dosáhnou velikosti dostatečně velké na to, aby se gravitačně usadily mimo atmosféru; vyšší teploty a odpařování kapiček spouští buněčné dělení a sporulaci. Výtrusy jsou dostatečně malé, aby vydržely další sedimentaci směrem dolů a zůstaly suspendované ve spodní „skladě“ zákalové vrstvy. Obrazový kredit: Seager et al, 2020.
S jejich daty ALMA a JCMT se obrátili na model atmosféry Venuše, aby jí pomohli pochopit. Tento model vyvinul Hideo Sagawa z Kyoto Sangyo University. Sagawa je také spoluautorem nové studie.
Výsledky ukázaly, že fosfin byl velmi malou součástí atmosféry Venuše, v koncentraci pouhých 20 ppb (částic na miliardu). Ačkoli je to extrémně malý zlomek, v zemské atmosféře, kde je jediným zdrojem biologický, koncentrace může být ještě nižší.
Pak se tým zaměstnával snahou přizpůsobit své nálezy všemu, co vědci vědí o Venuši. Prozkoumali všechny cesty, které by mohly vysvětlit přítomnost fosfinu bez života. Zvažovali celou řadu možností zahrnujících sluneční světlo, povrchové minerály, sopečnou činnost, zásah meteorem a blesky.
'Opravdu jsme prošli všemi možnými cestami, které by mohly produkovat fosfin na kamenné planetě,' říká Petkowski. 'Pokud to není život, pak naše chápání kamenných planet vážně chybí.'
Pokud je za tímto fosfinem život, pak je ten život v těžkém místě. Je uvězněn v mírné oblačnosti Venuše, vysoko nad pekelným povrchem planety. jak se to tam dostalo?
Vědci se domnívají, že Venuše mohla být obyvatelná před miliardami let. Možná tam byly i oceány. Mohla to být dokonce první obyvatelná planeta v naší sluneční soustavě. Je možné, že jakýkoli život žijící v oblacích je potomkem starověkého povrchového života, stejně jako zbytky raného života Země přežívají v bahně chudém na kyslík, vyhnané měnícími se podmínkami.
'Před dlouhou dobou se předpokládá, že Venuše má oceány a byla pravděpodobně obyvatelná jako Země,' říká Sousa-Silva. 'Vzhledem k tomu, že Venuše byla méně pohostinná, život se musel přizpůsobit a oni se nyní mohli nacházet v tomto úzkém obalu atmosféry, kde stále mohou přežít.' To by mohlo ukázat, že i planeta na okraji obyvatelné zóny by mohla mít atmosféru s místním vzdušným obyvatelným obalem.“
Byla by to zvláštní forma života, která by mohla existovat v oblacích Venuše. Muselo by se to neustále rozmnožovat. A ke svým buněčným funkcím by musel používat jinou kapalinu než vodu. 'V zásadě můžete mít životní cyklus, který trvale udržuje život v oblacích,' říká Petkowski, který si představuje, že jakýkoli vzdušný život na Venuši se zásadně liší od života na Zemi. 'Tekuté médium na Venuši není voda, jako je tomu na Zemi.'
Tým hodlá na tyto výsledky navázat dalším výzkumem. Chtějí použít jiné teleskopy, aby se pokusili zmapovat fosfin a zjistit, zda přichází a odchází v denních nebo sezónních cyklech, což by mohlo naznačovat, že je za tím život.
Není to poprvé, co vědci objevili potenciální známky života v atmosféře Venuše. Ale většina chemických známek života může být produkována i neživými procesy. Fosfin je jiný.
Pozorování naznačují, že Venuše mohla mít ve své vzdálené minulosti vodní oceány. Vzor země-oceán, jako je ten výše, byl použit v klimatickém modelu, aby ukázal, jak mohly bouřkové mraky chránit starou Venuši před silným slunečním zářením a učinit planetu obyvatelnou. Kredity: NASA
'Technicky byly biomolekuly nalezeny v atmosféře Venuše již dříve, ale tyto molekuly jsou také spojeny s tisíci jinými věcmi než životem,' říká Sousa-Silva. 'Důvod, proč je fosfin výjimečný, je ten, že bez života je velmi obtížné vyrobit fosfin na kamenných planetách.' Země byla jedinou pozemskou planetou, kde jsme našli fosfin, protože je zde život. Do teď.'
Takže tam to zatím stojí. Existuje spousta titulků, které říkají, nebo alespoň naznačují, že vědci našli známky života na Venuši. Ale je to trochu jemnější.
Zatímco fosfin může být známkou života, také jím být nemůže. Pravda je taková, že to zatím nevíme. Jak říká spoluautor Sousa-Silva: 'Je velmi těžké prokázat negativní.' A jak jsme stále lepší ve studiu jiných planet a měsíců, nacházíme ohromující rozmanitost fyzikálních a chemických procesů a výsledků.
Tohle by mohl být a pravděpodobně je jeden z nich.
Je zajímavé přemýšlet o tom, jak by to vypadalo, kdybychom někdy našli život jinde. Hollywoodská/sci-fi verze toho často zahrnuje náhlé objevení se technologicky vyspělé mimozemské rasy, jejich obrovských lodí hrozivě se vznášející nad pozemskými městy. Nebo statečný tým průzkumníků/vědců zkoumajících nějaký vzdálený svět zemře xenomorfní parazitické rozmnožování .
Ale ve skutečnosti to může vypadat spíše takto. Drobný chemický signál, zpočátku slabý, pak ověřený postupně. Jen jediný typ nepravděpodobné molekuly, číhající tam, kde nemá být. Nečekané a vytrvalé.
Více:
- Tisková zpráva: Astronomové možná našli na Venuši známky života
- Nový výzkum: Fosfinový plyn v oblačných palubách Venuše
- Další výzkum: Venušský opar spodní atmosféry jako skladiště pro vysušený mikrobiální život: Navrhovaný životní cyklus pro perzistenci venušské vzdušné biosféry
- Vesmír dnes: Mohl by existovat život v oblacích Venuše?